문제 #88626

Question

노즐에서 가역단열 팽창에서 분출하는 이상기체가 있다고 할 때 노즐 출구에서의 유속에 대한 관계식으로 옳은 것은? (단, 노즐입구에서의 유속은 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정하고, 노즐 입구의 단위질량당 엔탈피는 h_i , 노즐 출구의 단위질량당 엔탈피는 h_o 이다.)

Accepted Answer

이 문제는 노즐에서의 에너지 보존 법칙을 적용하여 유속을 구하는 문제입니다. 노즐 입구에서의 유속이 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정하면, 입구에서의 운동 에너지는 0이 됩니다. 가역단열 팽창 과정이므로 엔탈피 변화가 운동 에너지 변화로 전환됩니다. 따라서 단위 질량당 엔탈피 감소량($h_i - h_o$)은 단위 질량당 운동 에너지 증가량($\frac{1}{2}v_o^2$)과 같습니다. 이 관계식을 정리하면 노즐 출구 유속($v_o$)은 $\sqrt{2(h_i-h_o)}$가 됩니다.

문제 1